Die Erde

Die Erde ist in verschiedene Schichten aufgeteilt, mit eigenen chemischen und seismischen Eigenschaften (Tiefenangaben in km):

0-  40  Kruste
            40- 400  Oberer Mantel
           400- 650  Übergangsschicht
           650-2700  Unterer Mantel
          2700-2890  D" Schicht
          2890-5150  Äußerer Kern
          5150-6378  Innerer Kern

Die Kruste variiert beachtlich in ihrer Stärke, unter den Ozeanen ist sie dünner, unter den Kontinenten dicker. Der innere Kern und die Kruste sind fest; der äußere Kern und die Mantelschichten sind verformbar oder halbflüssig. Die verschiedenen Schichten werden von Diskontinuitäten getrennt, die sich in seismischen Daten zeigen; die bekannteste ist die Mohorovicic-Diskontinuität zwischen Kruste und oberem Mantel.

Der Großteil der Masse der Erde steckt im Mantel, der Großteil des Rests im Kern; der Teil, den wir bewohnen, ist ein winziger Bruchteil des Ganzen (die Werte unten in 10²⁴ Kilogramm - das sind eine Million Milliarden Milliarden Tonnen):

Atmosphäre     = 0,000.005.1
             Ozeane         = 0,001.4
             Kruste         = 0,026
             Mantel         = 4,043
             Äußerer Kern   = 1,835
             Innerer Kern   = 0,096.75

Der Kern besteht wahrscheinlich im wesentlichen aus Eisen (oder Nickel/Eisen), obwohl möglicherweise auch leichtere Elemente auftreten können. Die Temperaturen im Mittelpunkt des Kerns dürften circa 7.500 K betragen, heißer als an der Oberfläche der Sonne. Der Untere Mantel besteht wahrscheinlich hauptsächlich aus Silizium, Magnesium und Sauerstoff mit etwas Eisen, Kalzium und Aluminium. Der Obere Mantel setzt sich zusammen aus Olivin und Pyroxenen (Eisen- und Magnesiumsilikaten), Kalzium und Aluminium. Das meiste davon wissen wir dank seismischer Techniken, Proben des Oberen Mantels erreichen die Oberfläche in Form von Lava aus Vulkanen, aber der Großteil der Erde ist unzugänglich. Die Kruste besteht in erster Linie aus Quarz (Siliziumdioxid) und anderen Silikaten wie Feldspat. Im ganzen gesehen setzt sich die Erde chemisch wie folgt zusammen (nach Masse):

34,6%  Eisen
    29,5%  Sauerstoff
    15,2%  Silizium
    12,7%  Magnesium
     2,4%  Nickel
     1,9%  Schwefel
     0,05% Titan

Die Erde ist der dichteste Hauptkörper im Sonnensystem.

Im Gegensatz zu anderen terrestrischen Planeten besitzt die Erde eine Kruste, die sich in verschiedene feste Platten aufteilt, die unabhängig von einander auf dem heißen Mantel darunter schwimmen. Die Theorie, die dies beschreibt, nennt sich Plattentektonik. Sie wird charakterisiert durch zwei wesentliche Prozesse: Ausbreitung und Deckelung (Subduktion). Ausbreitung tritt auf, wenn zwei Platten von einander wegschwimmen und neue Kruste aus aufsteigender Magma von unterhalb entsteht. Deckelung zeigt sich, wenn zwei Platten kollidieren und die Kante der einen unter die andere geschoben wird und dort im Mantel letztendlich aufgelöst wird. Es gibt auch transversale Bewegungen zwischen einigen Platten entlang ihrer Kanten (z.B. am San Andreas Graben in Kalifornien) und Kollisionen zwischen Kontinantalplatten (z.B. Indien/Eurasien). Es gibt (momentan) acht Hauptplatten:

• Die Nordamerikanische Platte - Nordamerika, der westliche Nordatlantik und Grönland
   
• Die Südamerikanische Platte - Südamerika und der westliche Südatlantik
• Die Antarktische Platte - Die Antarktis und die „südlichen Meere“
• Die Eurasische Platte - Der östliche Nordatlantik, Europa und Asien außer Indien
• Die Afrikanische Platte - Afrika, der östliche Südatlantik und der westliche Indische Ozean
• Die Indo-Australische Platte - Indien, Australien, Neuseeland und der Großteil des Indischen Ozeans
• Die Nazca-Platte - Der östliche Pazifische Ozean bis Südamerika
• Die Pazifische Platte - Der Großteil des Pazifischen Ozeans (mitsamt der Südküste Kaliforniens)

71 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Die Erde ist der einzige Planet, an dessen Oberfläche Wasser in flüssiger Form bestehen kann (obwohl es auf Titans Oberfläche flüssige Vorkommen von Ethan oder Methan geben könnte sowie flüssiges Wasser unter der Oberfläche von Europa). Flüssiges Wasser ist selbstverständlich Voraussetzung für Leben wie wir es kennen. Die Wärmespeicherfähigkeit der Ozeane ist ebenfalls sehr wichtig für die Stabilisierung der Erdtemperatur. Flüssiges Wasser ist außerdem verantwortlich für die Erosion und die Wetterbildung über den Kontinenten der Erde, ein Prozeß, der im heutigen Sonnensystem einzigartig ist (obwohl er in der Vergangenheit auf dem Mars vorgekommen sein mag).

Die Erdatmosphäre besteht heute aus 77% Stickstoff und 21% Sauerstoff mit Spuren von Argon, Kohlendioxid und Wasser. Der Gehalt an Kohlendioxid war wahrscheinlich höher in den Zeiten, als die Erde entstand, aber seitdem wurde fast alles in karbonate Felsen gebunden und zu einem geringeren Teil in den Ozeanen gelöst oder von lebenden Pflanzen verbraucht. Die Plattentektonik und biologische Prozesse bewirken heute einen kontinuierlichen Fluß von Kohlendioxid in diese verschiedenen „Gullis“ und wieder zurück. Der winzige Anteil Kohlendioxid in der Atmosphäre zu jeder Zeit ist (zusammen mit anderen Faktoren wie vor allem Wasserdampf) extrem wichtig für die Erhaltung der Oberflächentemperatur der Erde durch den Treibhauseffekt. Dieser Treibhauseffekt hebt die durchschnittliche Oberflächentemperatur um ungefähr 35 °C über das Maß hinaus an, das sie ohne diesen Effekt hätte (von frostigen –21 °C zu angenehmen +14 °C); die Ozeane würden einfrieren und Leben wie wir es kennen wäre unmöglich.